UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON
FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA - DEPARTAMENTO DE FISICA
Marcelo J. Lucano
Iván E. Miranda
Estimación de la Radiación Solar en Bolivia
utilizando modelos SIG e Imágenes Satelitales.
1. La información sobre los niveles y zonas de mayor potencial de
aprovechamiento de radiación solar es aún insuficiente y desactualizada.
2. Implementar nuevas metodologías para la estimación de la radiación
solar global en el Departamento de Cochabamba y en Bolivia.
3. Mapa Solarimétrico actualizado del Departamento de Cochabamba
(ONG.: ENERGETICA, Cooperación ASDI - SAREC)
4. Mapa Solarimétrico actualizado de Bolivia
Antecedentes
1. Obtención de los datos de radiación solar para la región de estudio
(metodología SSE).
2. Localización de los puntos de monitoreo en la región de estudio.
3. Interpolación de los valores de radiación a partir de los puntos de
monitoreo.
4. Obtención de los niveles de radiación mensuales y anuales.
5. Identificación de las intervalos (zonas) de radiación.
6. Comparación de los datos interpolados con datos en superficie.
Metodología
Mapas de Radiación Solar Global Anual
Vice-Ministerio de Hidrocarburos
y Energía
Birhuett, E. et. al. (1998)
2
0
142.0675.0195.0N
n
N
n
H
H
Modelo Cuadrático de Ogelman (1981):
Fuente: Guerra, et al., Simposio Nacional de Meteorología – UMSS, 2007
Mapa de Radiación de Bolivia
Técnicas SIG
Fuente: Guerra, et al., Simposio Nacional de Meteorología – UMSS, 2007
Mapa de Radiación de Bolivia
Técnicas SIG
Fuente: Guerra, et al., Simposio Nacional de Meteorología – UMSS, 2007
Mapa de Radiación de Bolivia
Técnicas SIG
Estimación de la radiación solar a partir
de imágenes satelitales
Metodología SSE (Surface
Meteorology and Solar Energy)
Metodología SSE
Índice de nubosidad nt (0< nt <1):),(),(
),(),('),(
minmax
min
jiji
jijijin t
’(i,j) : albedo aparente en el píxel (i,j) en t
min(i,j): albedo para cielo completamente despejado seco y limpio
max(i,j): albedo para cielo completamente nublado
Relación entre el índice de nubosidad y el factor de transmisión
atmosférica: ),(),(),(),( jibjinjiajik tt
a(i,j): pendiente de la curva
b(i,j): factor a cielo despejado
Factor de transmisión atmosférica k(i,j):),(
),(),(
0 jiH
jiHjik
H(i,j) : irradiación solar superficial (superficie)
H0(i,j) : irradiación solar extraterrestre (limite superior atmósfera) Ir
rIjiH SC cos),(
0
0
Metodología SSE
Puntos de Monitoreo Radiación Directa
Correlación entre datos
observados y estimados
Metodología SSE
Puntos de Monitoreo Radiación Difusa
Metodología SSE
Albedo Superficial
Cantidad de nubes
Metodología SSE
Índice de Claridad
Insolación
Magnitudes Estimadas
32 137.2189.4569.3391.1 kkkH
Hd
0H
Hk 0.3 k 0.8
Radiación difusa:
Erbs et. al. (1982)
kbaH
HdPage (1962)
Radiación directa:
Page (1962)db HHH
Datos de Radiación Solar (NASA – LARC)
Departamento de Cochabamba
Localización Geográfica de los Puntos
de Monitoreo
Distribución de la Radiación Solar
Global Mensual
Método: Superficie Móvil Distancia Inversa con exponente
de peso 1, distancia esférica y segundo grado parabólico.
ENERO FEBRERO
Distribución de la Radiación Solar
Global Mensual
MARZO ABRIL
Distribución de la Radiación Solar
Global Mensual
MAYO JUNIO
Distribución de la Radiación Solar
Global Mensual
JULIO AGOSTO
Distribución de la Radiación Solar
Global Mensual
SEPTIEMBRE OCTUBRE
Distribución de la Radiación Solar
Global Mensual
NOVIEMBRE DICIEMBRE
Distribución de la Radiación Solar
Global Anual en Cochabamba
Valores Estimados y Simulados
de Radiación Solar
Comparación entre valores de radiación en
superficie (SENAMHI) y satelitales
EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500
600
700
800
900
W/m
2
Area 1
EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500
600
700
800
900
W/m
2
Area 2
EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500
600
700
800
900
W/m
2
Area 3
EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500
600
700
800
900
W/m
2
Area 4
EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500
600
700
800
900
W/m
2
Area 5
EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500
600
700
800
900
W/m
2
Area 6
Simulado
Observado
Error: enero - diciembre 2 – 13 %; septiembre: 17%
Error promedio global: 8 %.
Coordenadas: latitud 17º23’34.24”S, longitud 66º8’6,53”W
Validación Departamento de Física – UMSS
Piranómetro de monitoreo continuo de radiación
Departamento de Física UMSS
Piranómetro portatil (datos de validación, período: 1 año)
- 6 puntos de monitoreo Departamento de Cochabamba (ONG: ENERGETICA)
Control de datos (cantidad y calidad): error promedio 18 %
Estimación de los datos en superficie.
Puntos de Monitoreo - Cochabamba
- Totora
- Tapacari
- Anzaldo
- Ivirgarzama
- Villa Tunari
- Independencia
Instrumentos Utilizados
Piranómetro Kipp & Zonen Clase 2
Data Logger Campbell CR800
METODOLOGIAS ALTERNATIVAS
Extensión Solar Radiation – ArcGIS
CLAS – Centro de Levantamientos Aeroespaciales (UMSS)
Modelos de Elevación Digital (MED’s)
Proyecto SRTM – NASA (Febrero 2000)
Modelos MED, Resolución: 3 arco segundos (90 m)
Extensión Solar Analyst – Solar Radiation (ArcGIS)
Modelo de Elevación Digital (MED)
MED zona de estudio: 19ºS – 65ºW
Radiación Solar Media Diaria - Febrero
Estimación de las Horas Brillo
Registrador Campbell - Stokes
Localización Geográfica
Estaciones de Medición
Mapa de Radiación Solar de Cochabamba
Método de interpolación: Media móvil distancia inversa, Revista
Científica Facultad de Ciencias y Tecnología Vol. 8 año 2008 (UMSS).
Estimación de la radiación
solar para Bolivia
Área de Estudio
Localización Geográfica de los Puntos
de Monitoreo
Método: Superficie Móvil Distancia
Inversa con exponente 1
peso 2, distancia esférica y segundo
grado parabólico.
Distribución de la Radiación Solar
Global Anual en Bolivia
Base de Datos variables climáticas - SENAMHI
GRACIAS !